CN114043044B - 自动tig管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，包括：连接架，在连接架上固定设置有送丝调节机构和工业焊接熔池监控摄像机，工业焊接熔池监控摄像机的输出线与显示屏连接；送丝调节机构包括：由第一微型电机、齿轮、齿条构成使送丝管前后水平方向移动的前后调节机构，由驱动结构、齿棒、圆柱齿条构成使送丝管上下方向移动的上下调节机构，前后调节机构和上下调节机构集成构成送丝调节机构；第一微型电机和驱动结构均由控制装置控制。上述机构结构紧凑、操作方便、能用于核电等特殊环境下实现在自动TIG管道焊机中钨极顶端处的微小空间内对送丝角度及位置进行调节目的。

Description

自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构

技术领域

本发明涉及用于焊接管材的自动TIG管道焊机，尤其涉及一种自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构。

背景技术

自动焊接技术是一个复杂且具有挑战的技术，涉及机械、控制、电子、计算机、材料、热工程等多个学科技术。自动焊接技术提升了传统焊接技术的效率，改变了传统焊接技术落后的工作方式，缩减了人工、材料等成本，对促进工业发展具有重要意义。应用自动焊接技术的自动TIG管道焊机因具有管道焊接质量好、效率高、易操作等优点，加之国内自动TIG管道焊机水平的提高，近年来在国内得到了广泛应用。

自动TIG管道焊机在焊接管材的过程中，焊丝能否准确地送入到焊接熔池中是影响最终焊接质量的其中一个主要因素，因而为保证在焊接的过程中焊丝能始终准确地送入到焊接熔池中，需要在焊接的过程中实时监测并调整焊丝的送入位置及送入角度。目前对送丝角度及位置的调节方式沿用传统的人工调节方式，但在核电等特殊环境下进行焊接时，操作人员需要尽量远离，因而无法采用传统的人工调节方式对送丝角度及位置进行实时调节。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构简单紧凑、能在核电等特殊环境下实时监测并调整送丝角度及位置的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，包括：连接架，在连接架上固定设置有送丝调节机构和工业焊接熔池监控摄像机，工业焊接熔池监控摄像机的输出线与显示屏连接；所述的送丝调节机构的结构包括：中部留有安装空腔的安装座， 在安装空腔左侧的安装座的内侧壁上向内开设有第一长条形滑槽，在安装空腔右侧的安装座的内侧壁上向内开设有第二长条形滑槽，第一长条形滑槽和第二长条形滑槽的长边均呈前后水平方向设置；在安装空腔中水平放置有齿条，齿条的齿位于齿条的顶部，且齿条上的各齿由前至后依次排列，在齿条的左侧面上设置有伸入第一长条形滑槽中的第一长形凸块，在齿条的右侧面上设置有伸入第二长条形滑槽中的第二长形凸块；在安装座上固定安装有第一微型电机，第一微型电机的电机轴伸入安装空腔中，在伸入安装空腔中的第一微型电机的电机轴上固定安装有与齿条啮合的齿轮，在第一微型电机的驱动下齿轮转动，带动齿条沿第一长条形滑槽和第二长条形滑槽向前或向后水平滑动；在齿条的前端面上向内开设有前后方向贯穿的通道，齿棒活动穿插于通道中，且齿棒的前、后两端分别伸出通道外，伸出通道外的齿棒的前端通过前部轴承支撑安装于安装空腔前方的安装座上，伸出通道外的齿棒的后端通过后部轴承支撑安装于安装空腔后方的安装座上；在齿条的顶面上向下开设有至少二个竖向通孔，在每个竖向通孔中均分别穿插设置有一根圆柱齿条，每个竖向通孔的孔壁均与通道一侧孔壁贯穿，使穿插于对应竖向通孔中的各根圆柱齿条通过对应竖向通孔的孔壁与通道的孔壁贯穿处与齿棒啮合，齿棒由驱动结构驱动，在驱动结构的驱动下齿棒转动，带动各根圆柱齿条同步向上或向下移动；安装有送丝管的安装架固定连接于齿条上方的各根圆柱齿条上；第一微型电机和驱动结构由控制装置控制。

进一步地，前述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其中，在第一长形凸块的顶面至第一长条形滑槽的顶面之间安放有第一铜条，在第二长形凸块的顶面至第二长条形滑槽的顶面之间安放有第二铜条；第一微型电机驱动齿轮转动，带动齿条沿第一长条形滑槽和第二长条形滑槽向前或向后水平滑动的过程中，第一长形凸块在第一长条形滑槽底面与第一铜条之间的空隙中滑动，第二长形凸块在第二长条形滑槽底面与第二铜条之间的空隙中滑动。

进一步地，前述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其中，在安装空腔左侧的安装座的顶面上向下开设有至少二个竖向贯穿第一长条形滑槽顶面的第一竖向螺纹通孔，各第一螺栓旋于对应第一竖向螺纹通孔中；在安装空腔右侧的安装座的顶面上向下开设有至少二个竖向贯穿第二长条形滑槽顶面的第二竖向螺纹通孔，各第二螺栓旋于对应第二竖向螺纹通孔中。

进一步地，前述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其中，所述的驱动结构为：在伸出通道外的齿棒的前端或后端固定安装有从动斜齿轮，在安装座上固定安装有第二微型电机，第二微型电机的电机轴伸入安装空腔中，在伸入安装空腔中的第二微型电机的电机轴上固定安装有与从动斜齿轮啮合的主动斜齿轮；第一微型电机和第二微型电机均由控制装置控制。

进一步地，前述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其中，主动斜齿轮和从动斜齿轮的轴线空间垂直，且第一微型电机和第二微型电机位于安装座的同一侧。

为提高整体机构的紧凑性，优选驱动结构为：在通道的前端向内开设有与通道同轴线的圆柱状容纳腔，从动斜齿轮固定安装于容纳腔处的齿棒上，在通道的前端沿通道的水平轴平面向后切割形成与圆柱状容纳腔连通、并位于通道的水平轴平面下方的安装容纳腔，在安装座上固定安装有第二微型电机，第二微型电机的电机轴伸入安装容纳腔中，在伸入安装容纳腔中的第二微型电机的电机轴上固定安装有与从动斜齿轮啮合的主动斜齿轮；第一微型电机和第二微型电机均由控制装置控制。其中，主动斜齿轮和从动斜齿轮的轴线空间垂直，且第一微型电机和第二微型电机位于安装座的同一侧。

进一步地，前述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其中，还包括：由二个伸展臂和连接二个伸展臂的连接板构成的凹槽形连接板，各竖向通孔均位于齿棒的同一侧，位于齿条下方的各根圆柱齿条均伸入凹槽形连接板的二个伸展臂之间后通过紧固件与凹槽形连接板固定连接。

本发明的有益效果是：①由第一微型电机、齿轮、齿条构成使送丝管前后水平方向移动的前后调节机构，由第二微型电机、主动斜齿轮、从动斜齿轮、齿棒、圆柱齿条构成使送丝管上下方向移动的上下调节机构，将前后调节机构和上下调节机构集成、共用一个空间，机构整体结构非常紧凑，尤其是安装座的左右方向的长度更窄，从而实现在自动TIG管道焊机中钨极顶端处的微小空间内对送丝角度及位置进行调节目的；②当需要在核电等特殊环境下进行焊接时，显示屏及控制装置设置于核电等特殊环境外的安全区域，操作人员能在安全区域通过显示屏实时监测焊丝的送入位置及送入角度，并通过控制装置实时调整焊丝的送入位置及送入角度，操作十分方便。

附图说明

图1是本发明所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构安装于自动TIG管道焊机中的局部结构示意图。

图2是送丝调节机构的立体结构示意图。

图3是送丝调节机构处于另一观察方向时的立体结构示意图。

图4是去除局部安装座后内部的立体结构示意图。

图5是图2俯视方向的局部结构示意图。

图6是图5中A-A剖视方向的结构示意图。

图7是图2仰视方向的局部结构示意图。

图8是图7中B-B剖视方向的结构示意图。

图9是图4左视方向的齿条的结构示意图。

图10是图9左视方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本发明所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，包括：连接架1，在连接架1上固定设置有送丝调节机构3和工业焊接熔池监控摄像机2，工业焊接熔池监控摄像机2的输出线与显示屏连接，从而将工业焊接熔池监控摄像机2拍摄的画面显示于显示屏上。自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构通过连接架1安装于自动TIG管道焊机上，为TIG焊提供焊丝。

为便于描述，本发明引入表示方位的词：“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”，将图2中远离送丝管4的安装座31的一端定义为“前”，将靠近送丝管4的安装座31的一端定义为“后”，将图2中固定有安装架41的圆柱齿条75的一端定义为“上”，将远离安装架41的圆柱齿条75的一端定义为“下”，面朝“前”方向时，位于左手边的方向定义为“左”，位于右手边的方向定义为“右”。本发明中描述各部件位置时涉及“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等表示方位的描述，均以图2所示方向为准。当然本发明中所有涉及“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等表示方位的描述和实际送丝角度及位置远程控制调节机构的安装方位没有任何关系，这些表示方位的表述并不限制送丝角度及位置远程控制调节机构的实际安装位置方位。

如图2、图4、图6和图8所示，所述的送丝调节机构3的结构包括：中部留有安装空腔30的安装座31，在安装空腔30左侧的安装座31的内侧壁上向内开设有第一长条形滑槽32，在安装空腔30右侧的安装座31的内侧壁上向内开设有第二长条形滑槽33，第一长条形滑槽32和第二长条形滑槽33的长边均呈前后水平方向设置。如图4、图5、图6和图8所示，在安装空腔30中水平放置有齿条5，齿条5的齿位于齿条5的顶部，且齿条5上的各齿由前至后依次排列，在齿条5的左侧面上设置有伸入第一长条形滑槽32中的第一长形凸块51，在齿条5的右侧面上设置有伸入第二长条形滑槽33中的第二长形凸块52。在安装座31上固定安装有第一微型电机54，第一微型电机54的电机轴伸入安装空腔30中，在伸入安装空腔30中的第一微型电机54的电机轴上固定安装有与齿条5啮合的齿轮53，齿轮53和齿条5构成将转动转化为直线运动的齿轮齿条传动。在第一微型电机54的驱动下齿轮53转动，带动齿条5沿第一长条形滑槽32和第二长条形滑槽33向前或向后水平滑动。

如图4、图6、图7、图8和图9所示，在齿条5的前端面上向内开设有前后方向贯穿的通道55，齿棒7活动穿插于通道55中，且齿棒7的前、后两端分别伸出通道55外，伸出通道55外的齿棒7的前端通过前部轴承71支撑安装于安装空腔30前方的安装座31上，伸出通道55外的齿棒7的后端通过后部轴承支撑安装于安装空腔30后方的安装座31上。在齿条5的顶面上向下开设有至少二个竖向通孔56，在每个竖向通孔56中均分别穿插设置有一根圆柱齿条75，每个竖向通孔56的孔壁均与通道55的一侧孔壁贯穿，使穿插于对应竖向通孔56中的各根圆柱齿条75通过对应竖向通孔56的孔壁与通道55的孔壁贯穿处与齿棒7啮合， 齿棒7与各圆柱齿条75构成齿轮齿条传动，齿棒7由驱动结构驱动，在驱动结构的驱动下齿棒7转动，带动各根圆柱齿条75同步向上或向下移动。安装有送丝管4的安装架41固定连接于齿条5上方的各根圆柱齿条75上。第一微型电机54和驱动结构均由控制装置控制。

如图1所示，送丝调节机构3的安装座31安装于连接架1上时，齿条5的前后运动的方向与自动TIG管道焊机中钨极10轴线方向不平行，因而工作时，通过第一微型电机54驱动齿轮53转动，带动齿条5沿第一长条形滑槽32和第二长条形滑槽33向前或向后水平滑动时能实现送丝管角度调节，即送丝角度调节：假设第一微型电机54驱动齿轮53转动，带动齿条5沿第一长条形滑槽32和第二长条形滑槽33向前水平滑动的过程中，位于齿条5中的各圆柱齿条75以及固定于各圆柱齿条75上的带送丝管4的安装架41均与齿条5同步往前水平滑动；则使第一微型电机54反向转动，驱动齿轮53带动齿条5沿第一长条形滑槽32和第二长条形滑槽33向后水平滑动的过程中，位于齿条5中的各圆柱齿条75以及固定于各圆柱齿条75上的带送丝管4的安装架41均与齿条5同步往后水平滑动。

如图1所示，送丝调节机构3的安装座31安装于连接架1上时，圆柱齿条75的上下运动的方向与被焊管材的轴线平行，因而工作时，通过驱动结构驱动齿棒7转动，带动各根圆柱齿条75同步向上或向下移动时能实现送丝管4相对于焊缝宽度方向的调整，即送丝位置调节。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进一步设计。如图4、图6和图8所示，为降低第一长形凸块51在第一长条形滑槽32中滑动的摩擦力，以及第二长形凸块52在第二长条形滑槽33中滑动的摩擦力，本实施例在第一长形凸块51的顶面至第一长条形滑槽32的顶面之间安放有第一铜条61，在第二长形凸块52的顶面至第二长条形滑槽33的顶面之间安放有第二铜条62。第一微型电机54驱动齿轮53转动，带动齿条5沿第一长条形滑槽32和第二长条形滑槽33向前或向后水平滑动的过程中，第一长形凸块51在第一长条形滑槽32底面与第一铜条61之间的空隙中滑动，第二长形凸块52在第二长条形滑槽33底面与第二铜条62之间的空隙中滑动。

如图2、图4和图5所示，本实施例在安装空腔30左侧的安装座31的顶面上向下开设有至少二个竖向贯穿第一长条形滑槽32顶面的第一竖向螺纹通孔，各第一螺栓63旋于对应第一竖向螺纹通孔中。在安装空腔30右侧的安装座31的顶面上向下开设有至少二个竖向贯穿第二长条形滑槽33顶面的第二竖向螺纹通孔，各第二螺栓64旋于对应第二竖向螺纹通孔中。在实际使用过程中，通过调节各第一螺栓63、各第二螺栓64伸入对应第一长条形滑槽32、第二长条形滑槽33中的长度来调节第一长条形滑槽32底面与第一铜条61之间的空隙高度以及第二长条形滑槽33底面与第二铜条62之间的空隙高度，从而调整第一长形凸块51在第一长条形滑槽32底面与第一铜条61之间的空隙中滑动的顺畅性、以及第二长形凸块52在第二长条形滑槽33底面与第二铜条62之间的空隙中滑动的顺畅性。

实施例三

本实施例是在实施例一或实施例二的基础上对驱动结构具体进行设计。所述的驱动结构为：在伸出通道55外的齿棒7的前端或后端固定安装有从动斜齿轮72，在安装座31上固定安装有第二微型电机74，第二微型电机74的电机轴伸入安装空腔30中，在伸入安装空腔30中的第二微型电机74的电机轴上固定安装有与从动斜齿轮72啮合的主动斜齿轮73，主动斜齿轮73和从动斜齿轮72构成齿轮传动，第一微型电机54和第二微型电机74均由控制装置控制。操作人员能够通过操作控制装置从而控制第一微型电机54和第二微型电机74的工作状态：启动与否、正转及反转。控制装置控制电机的方式属于自动控制领域的成熟技术，本申请是应用该技术，因而这里不对控制装置的结构、原理等进行展开赘述。

为进一步提高整体机构的紧凑性，如图9和图10所示，本实施例优选在通道55的前端向内开设有与通道55同轴线的圆柱状容纳腔57，从动斜齿轮72固定安装于容纳腔57处的齿棒7上，在通道55的前端沿通道的水平轴平面向后切割形成与圆柱状容纳腔57连通、并位于通道55的水平轴平面下方的安装容纳腔58，第二微型电机74的电机轴伸入安装容纳腔58中，在伸入安装容纳腔58中的第二微型电机74的电机轴上固定安装有与从动斜齿轮72啮合的主动斜齿轮73。并保证主动斜齿轮73和从动斜齿轮74的轴线空间垂直，且第一微型电机54和第二微型电机74位于安装座31的同一侧可以进一步提高整体机构的紧凑性。

如图3和图7所示，为提高各根圆柱齿条75上下运动的稳定性，本实施例还设置有由二个伸展臂81和连接二个伸展臂81的连接板82构成的凹槽形连接板8，各竖向通孔56均位于齿棒7的同一侧，位于齿条5下方的各根圆柱齿条75均伸入凹槽形连接板8的二个伸展臂81之间后通过若干紧固件83与凹槽形连接板8固定连接。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。

本发明的优点是：①由第一微型电机54、齿轮53、齿条5构成使送丝管4前后水平方向移动的前后调节机构，由第二微型电机74、主动斜齿轮73、从动斜齿轮72、齿棒7、圆柱齿条75构成使送丝管4上下方向移动的上下调节机构，将前后调节机构和上下调节机构集成、共用一个空间，机构整体结构非常紧凑，尤其是安装座31的左右方向的长度更窄，从而实现在自动TIG管道焊机中钨极顶端处的微小空间内对送丝角度及位置进行调节目的；②当需要在核电等特殊环境下进行焊接时，显示屏及控制装置设置于核电等特殊环境外的安全区域，操作人员能在安全区域通过显示屏实时监测焊丝的送入位置及送入角度，并通过控制装置实时调整焊丝的送入位置及送入角度，操作十分方便。

Claims (8)

1.自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，包括：连接架，其特征在于：在连接架上固定设置有送丝调节机构和工业焊接熔池监控摄像机，工业焊接熔池监控摄像机的输出线与显示屏连接；所述的送丝调节机构的结构包括：中部留有安装空腔的安装座， 在安装空腔左侧的安装座的内侧壁上向内开设有第一长条形滑槽，在安装空腔右侧的安装座的内侧壁上向内开设有第二长条形滑槽，第一长条形滑槽和第二长条形滑槽的长边均呈前后水平方向设置；在安装空腔中水平放置有齿条，齿条的齿位于齿条的顶部，且齿条上的各齿由前至后依次排列，在齿条的左侧面上设置有伸入第一长条形滑槽中的第一长形凸块，在齿条的右侧面上设置有伸入第二长条形滑槽中的第二长形凸块；在安装座上固定安装有第一微型电机，第一微型电机的电机轴伸入安装空腔中，在伸入安装空腔中的第一微型电机的电机轴上固定安装有与齿条啮合的齿轮，在第一微型电机的驱动下齿轮转动，带动齿条沿第一长条形滑槽和第二长条形滑槽向前或向后水平滑动；在齿条的前端面上向内开设有前后方向贯穿的通道，齿棒活动穿插于通道中，且齿棒的前、后两端分别伸出通道外，伸出通道外的齿棒的前端通过前部轴承支撑安装于安装空腔前方的安装座上，伸出通道外的齿棒的后端通过后部轴承支撑安装于安装空腔后方的安装座上；在齿条的顶面上向下开设有至少二个竖向通孔，在每个竖向通孔中均分别穿插设置有一根圆柱齿条，每个竖向通孔的孔壁均与通道一侧孔壁贯穿，使穿插于对应竖向通孔中的各根圆柱齿条通过对应竖向通孔的孔壁与通道的孔壁贯穿处与齿棒啮合，齿棒由驱动结构驱动，在驱动结构的驱动下齿棒转动，带动各根圆柱齿条同步向上或向下移动；安装有送丝管的安装架固定连接于齿条上方的各根圆柱齿条上；第一微型电机和驱动结构由控制装置控制。

2.根据权利要求1所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：在第一长形凸块的顶面至第一长条形滑槽的顶面之间安放有第一铜条，在第二长形凸块的顶面至第二长条形滑槽的顶面之间安放有第二铜条；第一微型电机驱动齿轮转动，带动齿条沿第一长条形滑槽和第二长条形滑槽向前或向后水平滑动的过程中，第一长形凸块在第一长条形滑槽底面与第一铜条之间的空隙中滑动，第二长形凸块在第二长条形滑槽底面与第二铜条之间的空隙中滑动。

3.根据权利要求2所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：在安装空腔左侧的安装座的顶面上向下开设有至少二个竖向贯穿第一长条形滑槽顶面的第一竖向螺纹通孔，各第一螺栓旋于对应第一竖向螺纹通孔中；在安装空腔右侧的安装座的顶面上向下开设有至少二个竖向贯穿第二长条形滑槽顶面的第二竖向螺纹通孔，各第二螺栓旋于对应第二竖向螺纹通孔中。

4.根据权利要求1或2或3所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：所述的驱动结构为：在伸出通道外的齿棒的前端或后端固定安装有从动斜齿轮，在安装座上固定安装有第二微型电机，第二微型电机的电机轴伸入安装空腔中，在伸入安装空腔中的第二微型电机的电机轴上固定安装有与从动斜齿轮啮合的主动斜齿轮；第一微型电机和第二微型电机均由控制装置控制。

5.根据权利要求4所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：主动斜齿轮和从动斜齿轮的轴线空间垂直，且第一微型电机和第二微型电机位于安装座的同一侧。

6.根据权利要求1或2或3所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：所述的驱动结构为：在通道的前端向内开设有与通道同轴线的圆柱状容纳腔，从动斜齿轮固定安装于容纳腔处的齿棒上，在通道的前端沿通道的水平轴平面向后切割形成与圆柱状容纳腔连通、并位于通道的水平轴平面下方的安装容纳腔，在安装座上固定安装有第二微型电机，第二微型电机的电机轴伸入安装容纳腔中，在伸入安装容纳腔中的第二微型电机的电机轴上固定安装有与从动斜齿轮啮合的主动斜齿轮；第一微型电机和第二微型电机均由控制装置控制。

7.根据权利要求6所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：主动斜齿轮和从动斜齿轮的轴线空间垂直，且第一微型电机和第二微型电机位于安装座的同一侧。

8.根据权利要求1或2或3所述的自动TIG管道焊机中的送丝角度及位置远程控制调节机构，其特征在于：还包括：由二个伸展臂和连接二个伸展臂的连接板构成的凹槽形连接板，各竖向通孔均位于齿棒的同一侧，位于齿条下方的各根圆柱齿条均伸入凹槽形连接板的二个伸展臂之间后通过紧固件与凹槽形连接板固定连接。

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